多机系统中MESI方案探讨

就多处理机系统中难点之一——Cache一致性问题的探讨,介绍已在商用系统中得到应用的MESI方案.     

支持主存数据库的T树研究

主存数据库实现的重要目标是尽可能少地使用主存的情况下减少计算总量。T树组合了二分树及B树的优点,不失为支持主存数据库数据组织的一种好的方式。本文介绍了T树的构成及检索,插入和更新机制。     

主存技术与时态数据库

多年来，时态数据库的研究与实现受到内存资源的制约。硬件技术的进步为数据库管理系统提供了海量内存。本文提出把时态数据库的全部或大部分数据置于主存中，并能在不读写磁盘的情况下连续作多个事务，称之为时态主存数据库（ＴｅｍｐｏｒａｌＭａｉｎＭｅｍｏｒｙＤＢ，以下简称ＴＭＭＤＢ）。该文讨论了ＴＭＭＤＢ的功能、标准、内存布局、与大缓存ＤＢＭＳ的本质差异，以及由“时态”和“主存”技术结合而引起的一系列特殊问题。     

基于相变存储器的存储系统与技术综述

随着处理器和存储器之间性能差距的不断增大,"存储墙"问题日益突出,但传统DRAM器件的集成度已接近极限,能耗问题也已成为瓶颈,如何设计扎实有效的存储架构解决存储墙问题已成为必须面对的挑战.近年来,以相变存储器(phase change memory,PCM)为代表的新型存储器件因其高集成度、低功耗的特点而受到了国内外研究者的广泛关注.特别地,相变存储器因其非易失性及字节寻址的特性而同时具备主存和外存的特点,在其影响下,主存和外存之间的界限正在变得模糊,将对未来的存储体系结构带来重大变化.重点讨论了基于PCM构建主存的结构,分析了其构建主存中的写优化技术、磨损均衡技术、硬件纠错技术、坏块重用技术、软件优化等关键问题,然后讨论了PCM在外存储系统的应用研究以及其对外存储体系结构和系统设计带来的影响.最后给出了PCM在存储系统中的应用研究展望.     

支持跨步访问的嵌入式存储系统

提出了一种新型多素数嵌入式存储系统,能够显著改善系统跨步访问的性能。提高跨步访存的带宽,对于改善系统的整体性能有着重要的意义。但是,在嵌入式系统中,受片外结构的尺寸限制,直接应用经典的素数存储系统理论无法显著改善跨步访存性能。为此,该新型系统以素数存储系统理论为基础,引入主存访问调度策略并结合嵌入式系统的实际结构特征,构造了一种两层结构的多素数存储系统,可以用较少数量的存储模块实现,而且从逻辑地址到物理地址的映像计算简单,能够以相对较小的硬件代价实现对嵌入式存储系统跨步访问的有效支持。理论分析和实验结果均证实了该系统的正确性和有效性。     

基于PCM的大数据存储与管理研究综述

大数据已经成为当前学术界和工业界的一个研究热点.但由于计算机系统架构的限制,大数据存储与管理在性能、能耗等方面均面临着巨大的挑战.近年来,一种新型存储介质——相变存储器(phase Change Memory,PCM)——凭着其非易失、字节可寻址、读取速度快、低能耗等诸多优点,为计算机存储体系结构和数据管理设计带来了新的技术变革前景,也为大数据存储和管理带来了新的契机.PCM既是一种非易失存储介质,同时又具备了内存的字节可寻址和高速随机访问特性,模糊了主存和外存的界限,有望突破原有的存储体系架构,实现更高性能的存储与数据管理.概述了PCM存储器的发展现状;总结了目前基于PCM的持久存储技术和基于PCM的主存系统等方面的研究进展;并讨论了PCM在多个领域的应用现状.最后,给出了基于PCM的大数据存储与管理研究的若干未来发展方向,从而为构建新型存储架构下的大数据存储与管理技术提供有价值的参考.     

结合PVT模拟和排队模型的系统级主存性能分析

由于主存系统的性能受到多种因素的影响,现有方法不能快速地得到可靠的分析结果,从而影响芯片质量和上市时机.为解决此问题,提出将带时序的程序员视图(PVT)模拟和排队论相结合的方法--ComPQ.首先从PVT模拟中提取与访存相关的系统级实时参数,然后将主存系统抽象为非抢占优先的M/G/1排队模型,再结合实时参数进行性能分析,得到平均访存延迟结果.由于PVT的建模和模拟代价小,从中得到的实时参数弥补了静态理论分析的不足;同时,排队论也提高了纯PVT模拟的精度.实验结果表明,ComPQ与周期精确级模拟相比平均误差为6. 38%,最后用主存系统设计空间探索的实例验证了ComPQ的有效性.     

共享主存多SIMD结构及编译技术研究

目前多媒体应用已经成为各种运算平台的主要应用类型。随着多媒体应用的多样性和复杂性,共享主存多SIMD结构逐渐成为主从多核结构中多媒体加速部件的首要选择。总结了目前共享主存多SIMD结构的特征,同时深入分析了共享主存多SIMD编译优化的主要问题以及相关编译技术。     

基于Δ-tree的递归深度优先KNN查询算法

基于Δ-tree提出一种用于高维数据的主存K最近邻(KNN)查询算法。该算法利用递归调用方法深度优先遍历Δ-tree,找到距离查询点较近的叶子节点,并选择其中较优的KNN候选点进行查询,从而缩小修剪距离、提高查询速度。实验结果表明,与已有算法相比,该算法具有更高的查询效率。     

基于DRAM和PCM的混合主存模拟器

相变存储器（PCM）由于其非易失性、高读取速度以及低静态功耗等优点,已成为主存研究领域的热点.然而,目前缺乏可用的PCM设备,这使得基于PCM的算法研究得不到有效验证.因此,本文提出了利用主存模拟器仿真并验证PCM算法的思路.本文首先介绍了现有主存模拟器的特点,并指出其并不能完全满足当前主存研究的实际需求,在此基础上提出并构建了一个基于DRAM和PCM的混合主存模拟器.与现有模拟器的实验比较结果表明,本文设计的混合主存模拟器能够有效地模拟DRAM和PCM混合存储架构,并能够支持不同形式的混合主存系统模拟,具有高可配置性.最后,论文通过一个使用示例说明了混合主存模拟器编程接口的易用性.